优化爆破设计 提高难爆矿岩爆破效果.pdf

， 一 优化爆破设计 提高难爆矿岩爆破效 【 摘要】论 述了 露 天 矿深 孔台 阶 大 爆破中 影响 爆破 效果的 各 种因 索， 并根 据多 年从事 爆破技 术工作的 咖BLAS Ⅱ NG E T oF H D M I NE R0CK De x i n g C o p p e r M i n e Zl m Ke b i n g 【 A 联江 鼠A c T 】T h e f a c t o r s t h a t a f f e c t b l a s t in g e f f e c t i n lo n g h o l e b e n c h b l a s t i n g o f o p e np i t m i n e a r e d i s c u s s e d． Ac eor d i n g t o a u t h o gs e x p e r [ e n c e， t h e me a s u r e s f 0 r i m p mv l n g t h e b l ast i n g e f f e c t i n ha r d mi n e r o c k a r e s u mma r i z e d a n d t he th e o r y a nd a c t u a l r e s u l t o f d esi g n a r e s t a t e d KEY W ORD S B l a s t i n g p a r a me t e r s Bl a s t i n g t e c h ni q u e Op t i mi z a t i o n 1 前言 了较好的效果。 德兴铜矿 目前年采剥总量达 6 0 0 0万 t ， 年爆破量达 6 5 0 0万 t ，爆破作业量大 ，技术 要求高。爆破质量的好坏 ，特别是矿石的块 度直接影响到铲装效率和破碎效率 ，是矿山 生产中一个十分重要的环节。因而优化爆破 设计 ，提高爆破质量 ，就成为爆破技术工作 者的首要任务。近几年来 ，针对矿山的具体 情况进行了一系列的爆破研究 ，使平均大块 率控制在 1 ％，取得 了较好的效益。在 I 类 矿岩 矿岩按可爆性从难到易分为 I、Ⅱ、 Ⅲ类中，主要为花岗闪长斑岩、石英闪长 斑岩 ，结构完整，坚硬有韧性，f 大于 1 2 ， 其大块率仍在 2 ％ 1 9 8 9年数据 ，成了矿 山爆破工程中的一个难题 ，二次破碎作业量 很大，影响了作业面的推进和计划进度的完 成。白 1 9 9 0年 以来 ，笔者在难爆矿岩的爆 破实践中 ，仔细地观察了爆破质量恶化的地 段，综合分析爆破参数的系统合理性，同时 在设计上作了一些有益的尝试和探索，获得 2 爆破参数 露天矿深孔爆破的目的，是为了取得合 格块度的矿岩，以满足铲装 、破碎设备 的要 求，矿岩的爆破块度受多种因素的影响，诸 如矿岩的性质、地质构造 、技术 、施工管理 等。矿岩性质和地质构造是客观存在的，不 能选择。但就爆破技术而言 ，主要从 以下几 方面考虑，即炸药单耗 、布孔方式 、充填系 统、起爆顺序 、微差问隔时间等 ，其它还有 炸药性能、药量分配 以及针对地质构造而采 取的措施也是应该考虑的。 2 ． 1 炸药 单耗 一 般情况下 ，破碎矿岩所需 的炸药单耗 主要 由岩石的性质、炸药性能及装药结构所 决定。在柱状装药 中 图 1 ，其底部的约 束条件相当于漏斗爆破，可选取如下经验公 式确定其单耗 ． Q k 1 w k 2 W3 k 3 q v -g一 一一 有色矿山一l 9 9 9增刊 维普资讯 - k 1 ／ w k 2 k j W 式 中q 炸药单耗 ，t ／ m3 ； Q一炸药量 ，k g ； v 一 矿岩体积 ，n ； 矿岩 比重 ，t ／ ； k I 、k 2 、k 3 修正系数 花岗闪长 斑岩为 k 1 0 ． 0 7， k 2 0 4， k 3 0 ． 0 4 ； w 底盘抵抗线 ，n l 。 图 1 炮 孔装 药示 意 图 以图 1为例，当 W1 9 ． 5 m时，q w 0． o 7 ／ 9． 50． 40． 0 4x 9． 50． 4 4 5 kg ／ t ． i． 底部装药高度 h ． 式中W 一 线装药密度，k g ／ m。 在 2 5 0 mm孔径中，使用 B D S系Y J L 化 炸药 ，其线装药密度为6 3 k g ／ m，代入上式 ， 得 h 1 旦 5 ．4 5 m, 在 孔 内底部装药的顶部和充填的底部之间一段距 离为 5 ． 5 5 m，还需补装柱状药 ，其单位长 度装药量按下式计算 ws c k l k 2 w2 k 3 w j w2 式中w 一单位长度装药量， - 。 取 W2 7 ． 3 代入上式得 ws c 0 0 7 0 4x7 ． 30 0 47 3 7 32 76 3． 1 k g ／ m 总药量为 QQ1ws c 1 7 ． 56 ． 55 4 5 6 9 3 k g ； 平均 炸药单耗 q 0 ． 4 0 k g 在台阶爆破中，底盘抵抗线大，为克服 底盘阻力 ，通过超深来降低装药重心 ，从而 消除根底。经实践验证 ，q 0 ． 3 8 ～0 4 k g A 的爆破效果 比较好 ．在经济上也较合理。 2 ． 2 孔网布置 孔网的设计原则 ，首先要使单孔所负担 的爆破岩体的单耗达到合理的选定值 ，并尽 量使各孔爆炸能量在整个爆区均匀分布 ，从 而达到爆破块度均匀的目的。孔网参数有排 距 b 和孔距 a ，单孔负担的爆破面积 Sa b 可根据选定的单耗来确定。 S 丽 4 2 5 m z q H 0 4x1 5x2 7 ． ． 式中H装药高度 1 7 ． 5 x 0 ． 8 5 。 孔、排距 比 12 1 a的选取，在 1 ． 1 ～ 1 ． 5间比较合适 ，对于花岗 闪 长 斑 岩 取 r I 1 5 ， 这样可求得b √ 6 ． 0 7 ， a I 1 5 b 6 ． 9 9 ， 故 a x b 76 ， 实践证明，这 个选择是合理的，布孔形式应尽量选择交错 形布孔 ．这样能量分布较均匀 ，如 图 2所 示 。 交错形布孔 正方形布孔 图2 交错形、正方形布孔图 图中交错形布孔的阴影部分面积小于方 形布孔的阴影面积 ．由于阴影区域受炸药的 作用较弱 ，也是产生较大块度的主要区域 ， 生产爆破实践也证实交错形布孔有利于矿岩 的均匀破碎 。 2 3 填塞 台阶爆破中，爆层的移动及破碎主要是 由爆炸冲击波、界面反射波及爆炸气体的楔 优化爆破 设I 十提高难爆矿岩爆破散槊查克兵 邮编3 3 4 2 2 4 维普资讯 人共 同作用而引起 的，堵塞是为 了防止气体 的泄逸而引起能量损失。充填过大，则炸药 对上部岩石的爆破作用强度不够 ，上部易产 生大 量 的大 块 ；充 填 过小 ，又 会 因 冲天 炮 ”而引起能量损失 ，易产生飞石 ，而且炸 药消耗大。根据最小抵抗线原理 ，为使爆堆 按设计方向移动 ，充填高度与排距之 比应控 制在 1 ～1 1 5间 。实践证 明 ，在难爆矿岩中 充填高度控制在 6 --6 5 m时，效果较好。 2 ． 4起爆顺序 在坚硬岩石爆破中，起爆方式一般采用 ‘对 角” 、 “ v”型起爆顺序，且同一起爆序 列中相邻两孔间距与相邻起爆序列排距 即 最小抵抗线之比．在合理的范围内应尽可 能加大 。如 图 3 ，若 DA V过小 ，则 导致 两 孔径向裂 隙过早贯 通，造成沿炮孔排列线 破裂 ．以致 大 片 的岩 石 由于 明显 的剪 切作 用．在未被充分破碎之前就随着较大的排间 位移被抛掷到爆堆上，形成较多的大块。加 大 D／ W 的比值的意义在于，同一起爆序列 的相邻孔相互作用较小 ，有利于充分利用每 孔的炸药能量 ；加强 了相郐序列排间的碰撞 作用 ，从而 达到充分破碎 矿岩 的 目的。 图 3 对 角线 起爆 顺序 图 2 ． 5微 差 间 隔 采用微差爆破 的原 理是 先起爆 的炮孔 破碎介质产生 自由面，作为反射面并为后一 起爆序列的爆炸产生反 向拉伸波 ．形成一定 的位移。其理论上的确定由三部分组成 t t l 十t 2 t 3 。t l 2 W／ C p c v为应 力波 波 速 ．为应 力波从 装药 面到 自由面往返所 需 要的时间 ；t 2 W ／ t l 十r u 十r 为裂缝形 成速度 ，为最小抵 抗线 长度 的裂 缝形 成所 需要的时间 ；t 3 s ／ u r为形 成裂 缝 宽 度 S的时 间。t z过大 时 大 于 1 0 0 ms ，岩 层位 移过大，降低 了爆压 ，不利于矿岩破 碎；过小 小 于 1 0 m s 则 近于齐发爆破 ， 破碎效果 不佳 ，对 后坡 面产生较 大后 冲．形 成难爆区段 ，t z 取 2 5 ms ．效果较好。同时， 为了减少后 冲效应 ，在最后一排孔较正常序 列延后一个序 列，其延后 的间隔取 5 0 m s 。 因此 ，后 排 孔 爆 炸 时便 有 了较 大 的补 偿 空 间，从而减 小 了后冲作用 。 2 ． 6 药量 的分配和调整 由于一个爆区各排孔的爆破约束条件不 同及对减小后冲的要求 ，前后排炮孔的药量 还需根据情况作一些调 整 。前排 由于 自由面 较好 ，药量应酌减，当装药高度过小时 ，可 采用分段装药。此外 ，前排 留 2 ～5 m 的压 碴厚度，对予减少前排大块也有 良好 的效 果。后排孔～般控制在正常孔药量的 9 5 ％， 以减小后 冲。 同时 ，还可通过提高炸药爆速和体积威 力来取得满意的爆破块度 。 2 ． 7 地 质结构 的影响 在遇有大的断层时，应尽量以其为一面 炮的边界 ，避免困结构面横贯爆区带来 的能 量重新分布而影响爆破效果。同段起爆孔的 连线应垂直节理、裂 隙的主导组 的走向方 向。 3 结 论 为降低难爆岩中的太块率．主要措施是 确定合理的孔阿．选择合理 的孔网参数和布 孔形式。适度的充填、选取合适 的起爆顺序 和微差 间隔、合理分配药量。根据爆破实 践，取得了较好的效果 ，难爆区大块率控制 在 l 2 ％以内。 有色矿山l 9 9 9 增刊 维普资讯